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半桥逆变器或半桥隔离DC-DC烧管问题(有电路图和波形图)

小弟正在做一个DC_DC,
电路结构:三相工频电桥式整流+半桥—-高频变压器――高频桥式整流+LC滤波
用来给蓄电池组充电,主电路已经搭起来了,可两个月了还没有什么进展,
电路结构:三相工频电桥式整流+半桥—-高频变压器――高频桥式整流+LC滤波
功率:2.5KW
开关频率:20Khz
主要问题是:带变压器时烧IGBT
实验现象:
1.带变压器直流母线340V 开关频率15KHZ直流母线电流很小(<0.5A )就烧管子了,两个管子烧掉的情况一样,三端短路,同时烧掉了三相整流器前的两相的保险丝.
2.带变压器直流母线200V 开关频率20KHZ直流母线电流也很小(<0.5A ),工作了大概5分钟后烧管,管子不发烫,用万用表量和1中现象一样,三相整流器前的保险丝全部烧掉.变压器原边电压和电流波形如图所示.
3.不接变压器,20K 母线电压能升到550V 电流0.6A运行十分钟没有问题.
由于手头缺少大电流负载,上述实验都是用灯泡串连作为负载

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120478782.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120478823.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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yimu
LV.3
2
2005-07-04 19:54
图太大了,但看的还算清楚:)变压器原边的波形应该没有那个阶梯,
直接升到Vdc/2的,而且 这个阶梯是随着母线电压的升高而升高的,至于变压器原边电流,我觉得波形大致是对的,但出现的那些尖峰不知道是因为测点流用的LEM受到了干扰,开通时的电流尖峰应该不是干扰,我看了一下,管子开通时,电流突然上升的很高,比最大电流(虽然此时的电流本身就不大)还大,这是个问题,不知道是不是因为吸收没有做好的缘故,这个电路我只在母线上并了一个0.47uF的无感电容.
请大家指点,谢谢!
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yimu
LV.3
3
2005-07-05 08:42
怎么没有人顶呢,我再顶!
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落木源
LV.8
4
2005-07-05 13:30
@yimu
图太大了,但看的还算清楚:)变压器原边的波形应该没有那个阶梯,直接升到Vdc/2的,而且这个阶梯是随着母线电压的升高而升高的,至于变压器原边电流,我觉得波形大致是对的,但出现的那些尖峰不知道是因为测点流用的LEM受到了干扰,开通时的电流尖峰应该不是干扰,我看了一下,管子开通时,电流突然上升的很高,比最大电流(虽然此时的电流本身就不大)还大,这是个问题,不知道是不是因为吸收没有做好的缘故,这个电路我只在母线上并了一个0.47uF的无感电容.请大家指点,谢谢!
是驱动图还是集电极波形?
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yimu
LV.3
5
2005-07-05 14:07
@落木源
是驱动图还是集电极波形?
左边是变压器原边电压波形图,右边是变压器原边电流波形!
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yimu
LV.3
6
2005-07-06 08:55
@yimu
怎么没有人顶呢,我再顶!
我继续, 诺大电源论坛 一定有人遇到过类似的情况!
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落木源
LV.8
7
2005-07-06 08:59
@yimu
我继续,诺大电源论坛一定有人遇到过类似的情况!
是不是变压器偏磁而饱和?
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yimu
LV.3
8
2005-07-06 09:23
@落木源
是不是变压器偏磁而饱和?
应该没有偏磁,电流很小的,不超过0.5A 再者,原边的电压波形看得出,他的正负 半周的V.S数时相等的,我想你能不能帮我从负边负载(电阻性)电阻的大小角度看看为什么会出现这样的波形,我把负边 负载电阻加大到一定程度就会出现这样的波形,谢谢
主电路图如下:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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落木源
LV.8
9
2005-07-06 09:54
@yimu
应该没有偏磁,电流很小的,不超过0.5A再者,原边的电压波形看得出,他的正负半周的V.S数时相等的,我想你能不能帮我从负边负载(电阻性)电阻的大小角度看看为什么会出现这样的波形,我把负边负载电阻加大到一定程度就会出现这样的波形,谢谢主电路图如下:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
从波形图上是不可能看出来偏磁的,偏磁是个逐渐的过程.
先问几个问题:
1、C1和C2是330u吗?看不清楚.
2、FR1和FR2多大?
3、IGBT的型号?
4、驱动器的型号?
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yimu
LV.3
10
2005-07-06 14:23
@落木源
从波形图上是不可能看出来偏磁的,偏磁是个逐渐的过程.先问几个问题:1、C1和C2是330u吗?看不清楚.2、FR1和FR2多大?3、IGBT的型号?4、驱动器的型号?
1.C1=C2=470uf/450V
2.FR1、FR2原本是用来检测上下两管的电流的,现在没有用.只采用了一个LEM测变压器原边电流波形.
3.IGBT选用的是IR的 耐压值1200V  电流30A
4.驱动是IR2213
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落木源
LV.8
11
2005-07-06 14:37
@yimu
1.C1=C2=470uf/450V2.FR1、FR2原本是用来检测上下两管的电流的,现在没有用.只采用了一个LEM测变压器原边电流波形.3.IGBT选用的是IR的耐压值1200V  电流30A4.驱动是IR2213
就是你这个C1太大,根本起不到抗不平衡作用.估计就是偏磁,一个周期偏一点,累计起来就烧管了.降低C1.
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yimu
LV.3
12
2005-07-06 15:27
@落木源
就是你这个C1太大,根本起不到抗不平衡作用.估计就是偏磁,一个周期偏一点,累计起来就烧管了.降低C1.
你是说C1 C2都大了吗 电容大应该更好啊 U=Q/C 对于一定的充放电电流,
C越大,电压的变化量越小, 两电容中点电位的变化越小,抗不平衡能力越好啊 况且半桥有自动抗不平衡能力啊
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落木源
LV.8
13
2005-07-06 17:14
@yimu
你是说C1C2都大了吗电容大应该更好啊U=Q/C对于一定的充放电电流,C越大,电压的变化量越小,两电容中点电位的变化越小,抗不平衡能力越好啊况且半桥有自动抗不平衡能力啊
你恰恰说反了.先用个4.7U的试试.
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yimu
LV.3
14
2005-07-06 17:56
@落木源
你恰恰说反了.先用个4.7U的试试.
两个都用4.7uf的吗,能从理论上解释一下原因吗? 我不明白啊,而且这么小的电容,C1为例,当T1(上臂)开通时,怎么提供较大的电流啊?
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tssmy
LV.2
15
2005-07-06 18:24
@yimu
两个都用4.7uf的吗,能从理论上解释一下原因吗?我不明白啊,而且这么小的电容,C1为例,当T1(上臂)开通时,怎么提供较大的电流啊?
缺少隔直电容,估计是偏磁饱和了才短路的
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yimu
LV.3
16
2005-07-06 18:30
@tssmy
缺少隔直电容,估计是偏磁饱和了才短路的
200V烧管子时,我事先串了1.5uf的CDE电容,再者,半桥本身就有防偏磁能力啊
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落木源
LV.8
17
2005-07-07 08:44
@yimu
200V烧管子时,我事先串了1.5uf的CDE电容,再者,半桥本身就有防偏磁能力啊
两个都用4.7.半桥的防偏就是靠电容中点电位的调节.4.7只是个试验,你不是0.5A就烧管吗?在这样的电流下,4.7够了.
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2005-07-07 08:45
@tssmy
缺少隔直电容,估计是偏磁饱和了才短路的
我认为也是没有隔直电容所致!!串一个10UF/630VCBB 试试(最好几只并联)
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2005-07-07 08:50
@yimu
应该没有偏磁,电流很小的,不超过0.5A再者,原边的电压波形看得出,他的正负半周的V.S数时相等的,我想你能不能帮我从负边负载(电阻性)电阻的大小角度看看为什么会出现这样的波形,我把负边负载电阻加大到一定程度就会出现这样的波形,谢谢主电路图如下:[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120612994.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
把驱动图贴上来,IGBT的驱动一般要加负压
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落木源
LV.8
20
2005-07-07 09:30
根据你的描述,最大可能就是偏磁.华阳兄怀疑的驱动,也有一点可能,但我估计不大.不过驱动要有负压,非常同意,至少从心理上也给人以安定感.
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yimu
LV.3
21
2005-07-07 09:40
@石家庄华阳电源
把驱动图贴上来,IGBT的驱动一般要加负压
驱动是用2213做的,
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yimu
LV.3
22
2005-07-07 09:40
@石家庄华阳电源
把驱动图贴上来,IGBT的驱动一般要加负压
IR2213做的驱动!


500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1120700423.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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yimu
LV.3
23
2005-07-07 09:53
@落木源
根据你的描述,最大可能就是偏磁.华阳兄怀疑的驱动,也有一点可能,但我估计不大.不过驱动要有负压,非常同意,至少从心理上也给人以安定感.
1.关于隔直,事先已经加了1.5uf的CDE电容隔直了啊,然后才慢慢的把电压升到200VDC的!
2.驱动原理图如上,IR的工程师说他们的IGBT产品不需要加负电压就可以关断的,所以我将信将疑的做了-5V负偏.我观察了驱动,下桥臂的驱动波形有-5V偏置,正向驱动14.8V左右,但上桥臂不知道为什么 关断时的-5V偏置效果不好,达不到-5V,而且母线电压升到一定才有负偏压,正向驱动13.5V左右,这会是问题所在吗 .
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落木源
LV.8
24
2005-07-07 10:26
@yimu
1.关于隔直,事先已经加了1.5uf的CDE电容隔直了啊,然后才慢慢的把电压升到200VDC的!2.驱动原理图如上,IR的工程师说他们的IGBT产品不需要加负电压就可以关断的,所以我将信将疑的做了-5V负偏.我观察了驱动,下桥臂的驱动波形有-5V偏置,正向驱动14.8V左右,但上桥臂不知道为什么关断时的-5V偏置效果不好,达不到-5V,而且母线电压升到一定才有负偏压,正向驱动13.5V左右,这会是问题所在吗.
1、1.5uf的CDE电容已经串到变压器初级了,按说能抗偏磁了!
2、“母线电压升到一定才有负偏压”,不太理解你的意思.
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yimu
LV.3
25
2005-07-07 14:38
@落木源
1、1.5uf的CDE电容已经串到变压器初级了,按说能抗偏磁了!2、“母线电压升到一定才有负偏压”,不太理解你的意思.
我观察了一下驱动的波形,电压加到130V发现上桥臂关断时没有负偏压,但死区时间有12.5us ,不至于直通吧?况且,该电路我不接变压器直接带灯泡运行也没什么问题啊,疑惑啊?难道带感性负载对驱动要求高?
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2005-07-07 23:46
首先是驱动电路有问题
IR2XXX不适合做高压供电的半桥开关电源.
半桥开关电源模式,驱动IGBT正压要确保栅电压13.5V到16.5V,正压不足,IGBT饱和压降大,供电500V以上时要求负压大于7V,负压不足会有两管共同导通问题.
IR2XXX做不到.
其次,IR2XXX浮地驱动的7脚如有高于6脚或低于5脚的电压尖刺,IR2XXX极易损坏,因而导致IGBT损坏(下管驱动也有同样的问题).变压器是感性负载,容易引发电压尖刺,灯是纯阻性负载,不易引发电压尖刺.
以上两点,是IR2XXX的通病.
第三,是RCD吸收电路,R太大,C太小,这样的参数几乎没用.根据电源的功率,估计R约几十欧,C约几纳法.
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strong
LV.2
27
2005-07-08 08:42
@世界真奇妙
首先是驱动电路有问题IR2XXX不适合做高压供电的半桥开关电源.半桥开关电源模式,驱动IGBT正压要确保栅电压13.5V到16.5V,正压不足,IGBT饱和压降大,供电500V以上时要求负压大于7V,负压不足会有两管共同导通问题.IR2XXX做不到.其次,IR2XXX浮地驱动的7脚如有高于6脚或低于5脚的电压尖刺,IR2XXX极易损坏,因而导致IGBT损坏(下管驱动也有同样的问题).变压器是感性负载,容易引发电压尖刺,灯是纯阻性负载,不易引发电压尖刺.以上两点,是IR2XXX的通病.第三,是RCD吸收电路,R太大,C太小,这样的参数几乎没用.根据电源的功率,估计R约几十欧,C约几纳法..
半桥的桥背电容用那种电容效果最好?
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jack7612
LV.5
28
2005-07-08 10:54
把你整个图贴出来,让大家互相讨论
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yimu
LV.3
29
2005-07-08 12:06
@jack7612
把你整个图贴出来,让大家互相讨论
整个图是个半桥隔离的DCDC ,目前我是一级级调试的,变压器后还有整流和LC滤波, 现在变压器输出直接带了灯泡负载,相但于用作逆变,电路在上图中已经有了,谢谢
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yimu
LV.3
30
2005-07-08 12:16
@世界真奇妙
首先是驱动电路有问题IR2XXX不适合做高压供电的半桥开关电源.半桥开关电源模式,驱动IGBT正压要确保栅电压13.5V到16.5V,正压不足,IGBT饱和压降大,供电500V以上时要求负压大于7V,负压不足会有两管共同导通问题.IR2XXX做不到.其次,IR2XXX浮地驱动的7脚如有高于6脚或低于5脚的电压尖刺,IR2XXX极易损坏,因而导致IGBT损坏(下管驱动也有同样的问题).变压器是感性负载,容易引发电压尖刺,灯是纯阻性负载,不易引发电压尖刺.以上两点,是IR2XXX的通病.第三,是RCD吸收电路,R太大,C太小,这样的参数几乎没用.根据电源的功率,估计R约几十欧,C约几纳法..
1.的确是可能是原因,但IR2213 资料上是1200Vigbt驱动,上桥负偏按照我上面的贴图,原理上应该能实现,但实际上没有做到
2.不太明白,是IR2xxx固有缺憾吗?
3. 事先我发现了这个问题,实际试验电路中没有加该吸收电路,而是采用 直流母线上并接0.47uf的无感电容做吸收,从IGBT Vce波形看,效果还可以阿.
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2005-07-08 20:16
IR2XXX浮地驱动供电,如第22帖的图,采用自举方式的话,C3是充不上电的,所以,该电路实际工作时上管驱动无负压.
并在直流母线上的无感电容与并在IGBT的C,E之间的RC吸收电路起的作用完全不同,不可混为一谈,对于大功率开关电源而言,都是不可缺的.
并在直流母线上的无感电容是吸收IGBT关断时的电压尖刺,以防击穿IGBT.
并在IGBT的C,E之间的RC吸收电路是降低IGBT管子的关断损耗的.
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